В результате инъекции в организме пациента генетически создаются лейкоциты типа B, которые будут вырабатывать нейтрализующие антитела против вируса ВИЧ.
Новая технология позволяет лечить ВИЧ-инфекцию с помощью одной инъекции, а также может стать лекарством от СПИДа.
Исследователи Тель-Авивского университета разработали принципиально новый метод лечения СПИДа с использованием генной инженерии и технологии CRISPR. Модифицируя лейкоциты в организме пациента, они стимулируют выработку антител против ВИЧ при встрече с вирусом. Результаты исследования позволяют создать вакцину или одноразовую терапию, направленную на борьбу с вирусами в организме.
Ведущий автор исследования д-р Ади Барзель. Кредит: Тель-Авивский университет
В новом исследовании Тель-Авивского университета предлагается новый метод лечения СПИДа, который может быть превращен в вакцину или одноразовую терапию для больных ВИЧ. В исследовании изучалась возможность модификации лейкоцитов типа В в организме пациента, чтобы они выделяли антитела против ВИЧ в ответ на воздействие вируса. Доктор Ади Барзель и аспирант Алессио Нехмад руководили исследованием, которое проводилось в сотрудничестве с Медицинским центром имени Сураски (Ихилов), отделением наук о жизни имени Джорджа С. Уайза и Центром передовых методов лечения имени Дотана. Исследование проводилось в сотрудничестве с другими учеными из Израиля и США. Результаты исследования были недавно опубликованы в известном журнале Nature Biotechnology.
За последние два десятилетия жизнь многих больных СПИДом улучшилась благодаря применению лекарств, которые перевели это заболевание из разряда фатальных в разряд хронических. Однако нам предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем будет найдено лекарство, способное навсегда излечить больных. Лаборатория доктора Барзеля стала пионером одного из возможных методов — одноразовой инъекции. Его сотрудники разработали технологию, в которой используются лейкоциты типа В, генетически измененные в организме пациента, чтобы выделять нейтрализующие антитела против вируса ВИЧ, вызывающего заболевание.
В-клетки — это белые кровяные тельца, вырабатывающие антитела против вирусов, бактерий и других патогенных микроорганизмов. Костный мозг является местом образования В-клеток. После созревания В-клетки перемещаются в кровеносную и лимфатическую системы, а оттуда — в различные части тела.
Доктор Барзель поясняет: «До сих пор лишь немногим ученым, и нам в том числе, удавалось создавать В-клетки вне организма, а в данном исследовании нам впервые удалось сделать это в организме и заставить эти клетки вырабатывать нужные антитела». Генная инженерия осуществляется с помощью вирусных носителей, полученных из вирусов, которые были сконструированы таким образом, чтобы не вызывать повреждений, а только привносить ген, кодирующий антитело, в В-клетки организма. Кроме того, в данном случае нам удалось точно ввести антитело в нужный участок генома В-клетки. Все модельные животные, которым проводилось лечение, ответили на него, и в их крови было обнаружено большое количество нужного антитела. Мы выделили антитело из крови и убедились, что оно действительно эффективно нейтрализует вирус ВИЧ в лабораторной посуде».
Генетическое редактирование осуществлялось с помощью технологии CRISPR. Эта технология основана на иммунной системе бактерий против вирусов. Бактерии используют системы CRISPR в качестве своеобразного молекулярного «поисковика» для обнаружения вирусных последовательностей и их разрезания с целью выведения из строя. Разгадавшие этот сложный защитный механизм биохимики Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна смогли перенастроить систему на расщепление любой ДНК по своему усмотрению. С тех пор эта технология используется либо для отключения нежелательных генов, либо для восстановления и вставки нужных генов. Дудна и Шарпантье получили мировое признание, став в 2020 году лауреатами Нобелевской премии по химии.
На рисунке показано окрашивание сконструированных клеток, выделяющих антитело против ВИЧ. Кредит: Тель-Авивский университет
Доктор философии Алессио Нехмад подробно остановился на использовании CRISPR: «Мы объединяем возможности CRISPR по направленному внедрению генов в нужные места с возможностями вирусных носителей по доставке нужных генов в нужные клетки. Таким образом, мы можем создавать В-клетки внутри организма пациента. Мы используем два вирусных носителя семейства AAV, один из которых кодирует нужное антитело, а второй — систему CRISPR. Когда CRISPR разрезает нужный участок в геноме В-клеток, она направляет внедрение нужного гена: гена, кодирующего антитело против вируса ВИЧ, вызывающего СПИД».
В настоящее время, поясняют исследователи, не существует генетического лечения СПИДа, поэтому возможности для исследований огромны. Доктор Барзель заключает: «Мы разработали инновационный метод лечения, который может победить вирус с помощью однократной инъекции, что может привести к значительному улучшению состояния пациентов. Когда сконструированные В-клетки встречаются с вирусом, вирус стимулирует и побуждает их к делению, таким образом, мы используем саму причину заболевания для борьбы с ним. Более того, если вирус изменяется, то и В-клетки будут изменяться соответствующим образом, чтобы бороться с ним. Таким образом, мы создали первое в истории лекарство, способное эволюционировать в организме и побеждать вирусы в «гонке вооружений»».
Он продолжает: «На основе этого исследования можно ожидать, что в ближайшие годы мы сможем создать таким образом лекарство от СПИДа, от других инфекционных заболеваний и от некоторых видов рака, вызванных вирусом, таких как рак шейки матки, рак головы и шеи и т.д.».
Ссылка: «In vivo сконструированные В-клетки секретируют высокие титры широко нейтрализующих анти-ВИЧ антител у мышей» Алессио Д. Нахмад, Сисера Р. Lazzarotto, Natalie Zelikson, Talia Kustin, Mary Tenuta, Deli Huang, Inbal Reuveni, Daniel Nata f, Yuval Raviv, Miriam Horovitz-Fried, Iris Dotan, Yaron Carmi, Rina Rosin-Arbesfeld, David Nemazee, James E. Voss, Adi Stern, Shengdar Q. Tsai and Adi Barzel, 9 июня 2022 г., Nature Biotechnology. DOI: 10.1038/s41587-022-01328-
